幾何公差とは — サイズ公差との違い、幾何公差の利点、独立の原則

要約：JISでは幾何公差を「幾何特性仕様（GPS：Geometrical Product Specification）の規格を幾何特性ごとに表現する公差」と定義しています。サイズ公差が各部の長さを規制するのに対し、幾何公差は形状や平行さ・傾き・位置・振れなどを規制し、サイズ公差では表現できない設計者の意図を正確・効率的に伝えられます。両者は規制する対象も測定方法も異なり、基本的に関係性がないという考え方を「独立の原則」といい、JIS B 0024-1988／ISO 8015-1985で定められています。提供：キーエンス（KEYENCE）。

幾何公差とは何ですか？

JISでは、幾何公差を「幾何特性仕様（GPS：Geometrical Product Specification）の規格を幾何特性ごとに表現する公差」と定義しています。

「幾何特性」とは物の形・大きさ・位置関係などを指し、「公差」とは「許容される誤差」を指します。サイズだけでなく、形や位置に許される誤差まで定義しているところが「幾何公差」の特徴です。

サイズ公差（寸法公差）と幾何公差の違いは何ですか？

設計図面の記載方法には、大きく分けて「サイズ公差」と「幾何公差」があります。

幾何公差図面の例として、「示した面（A）に対して『平行度』は『0.02』を超えないように加工してください」という指示があります。

なぜ幾何公差が必要なのですか？

たとえば、設計者が板状の部品を発注する場合、サイズ公差だけで指示すると、平行でない部品が納品される恐れがあります。この部品は不適合品または不良品になります。

原因は、図面に平行性が記載されていないためです。この責任は、加工業者ではなく、設計者の公差指示にあります。

同じ部品の図面を幾何公差で表すと、サイズに加えて「平行度」と「平面度」という幾何公差が追加されます（図では平行度公差・平面度公差・基準面を示します）。これなら、サイズ公差で発生したようなトラブルを避けることができます。

つまり、幾何公差にはサイズ公差では表現できない設計者の意図を正確に、効率的に伝えることができるという利点があります。

独立の原則とは何ですか？

サイズ公差と幾何公差では、規制する公差が異なります。サイズ公差は長さ、幾何公差は形状や位置関係を規制します。サイズ公差と幾何公差はどちらが良いといったものではなく、両者を併用することで効率の良い公差指示が行えます。

また、サイズ公差と幾何公差は、それぞれ違った測定機器や検査方法で計測します。たとえば、サイズ公差はノギスやマイクロメータなどで2点間計測するため、次の形状はすべて合格になります。

しかし、幾何公差では丸さや中心軸の位置は真円度測定機や三次元測定機で検査するので、指定した公差の程度によっては不合格になる可能性があります。つまり、サイズ公差では合格、幾何公差では不合格になります。

以上から、サイズ公差の規制と幾何公差の規制には、基本的に関係性がないといえます。この考え方を「独立の原則」といいます。

独立の原則はISOやJISでどう定義されていますか？

JIS B 0024-1988 製図／ISO 8015-1985：図面に指示された各要求事項、たとえばサイズ公差や幾何公差は、特別な相互関係が指定されない限り、他のいかなる寸法や公差または特性とも関連しないで、独立して適用される。

独立の原則の考え方はISOが規定する国際標準です。しかし、アメリカのように独立の原則を適用しないASME（アメリカ機械学会）のルールを適用する企業もあります。

このため、特に海外企業と取引する場合は、事前の打ち合わせなどで規格を明確にしておくことをお勧めします。

寸法公差（サイズ公差）から幾何公差へ、何が変わってきていますか？

製造業の海外シフトが進み、日本の製造現場ではノウハウを維持する人員の確保が困難になりつつあります。この状況を打開するため、「現場力の維持向上」や「付加価値の提供」と同時に、「設計業務の効率化」が叫ばれています。

これを受け、近年になって日本の機械設計業界にも幾何公差の考え方が取り入れられ始めました。それを端的に示すのがJIS規格の改訂です。2016年には新たに「JIS B 0420」を制定、それに合わせて「JIS B 0420-1」や「JIS B 0420-2」を改訂するなど、「寸法公差（サイズ公差）から幾何公差へ」の変化を促そうとしています。また、電子情報技術産業協会（JEITA）などの業界団体も同様に、幾何公差の考え方をガイドラインなどに取り入れつつあります。

2016年の改訂で用語はどう変わりましたか？

新旧
図示サイズ基準寸法
当てはめサイズ実寸法
許容限界サイズ許容限界寸法
上の許容サイズ最大許容寸法
下の許容サイズ最小許容寸法
上の許容差上の寸法許容差
下の許容差下の寸法許容差
サイズ公差寸法公差
基本サイズ公差基本公差
基本サイズ公差等級公差等級
サイズ許容区間公差域
公差クラス公差域クラス
ISOはめあい方式はめあい方式
穴基準はめあい方式穴基準はめあい
軸基準はめあい方式軸基準はめあい

製造業のグローバル化に伴い、今後もこれらの規格は変化し続けることが予測されます。最新情報のチェックを心がけましょう。

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出典：キーエンス「ゼロからわかる幾何公差 － 幾何公差とは」 https://www.keyence.co.jp/ss/products/measure-sys/gd-and-t/basic/about.jsp